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第三章第四節(jié)《難溶電解質(zhì)的溶解平衡》演示文稿當前1頁,總共56頁。優(yōu)選第三章第四節(jié)《難溶電解質(zhì)的溶解平衡》當前2頁,總共56頁。4、什么叫飽和溶液?什么叫不飽和溶液?
一定溫度下,不能再溶解某種溶質(zhì)的溶液叫該溶質(zhì)的飽和溶液。還能繼續(xù)溶解某種溶質(zhì)的溶液叫該溶質(zhì)的不飽和溶液。5、溶解性是指:___________________________
溶解性是物質(zhì)的_______性質(zhì)。溶解性大小跟
___________________有關(guān)。一種物質(zhì)溶解在另一種物質(zhì)中的能力。物理溶質(zhì)、溶劑的性質(zhì)當前3頁,總共56頁。
物質(zhì)的溶解性只能粗略表示物質(zhì)的溶解能力的強弱,為了精確表示物質(zhì)的溶解能力,化學上引入了“”的概念。溶解度當前4頁,總共56頁。固體物質(zhì)的溶解度定義:在一定溫度下,某固態(tài)物質(zhì)在100克溶劑里達到飽和狀態(tài)時所溶解的質(zhì)量。叫做這種物質(zhì)種物質(zhì)在這種溶劑里的溶解度(S)。注意:條件:標準:狀態(tài):單位:溶解度的簡單計算:
在一定溫度下,30克某固態(tài)物質(zhì)在200克水里溶解,恰好達到飽和狀態(tài)。計算該溫度下固體物質(zhì)的溶解度。一定溫度100克溶劑飽和狀態(tài)克當前5頁,總共56頁。溶解度與溶解性的關(guān)系:20℃10易溶可溶1微溶0.01難溶S/g當前6頁,總共56頁。(1)NaCl在水溶液里達到溶解平衡狀態(tài)時有何特征?
(2)要使NaCl飽和溶液中析出NaCl固體,可采取什么措施?蒸發(fā)(減溶劑)降溫NaCl的溶解速率與結(jié)晶速率相等;并且只要溶解平衡的條件不變,該溶液中溶解的NaCl的量就是一個恒定值。加入濃鹽酸?交流、討論當前7頁,總共56頁。在飽和NaCl溶液中加入濃鹽酸現(xiàn)象:解釋:在NaCl的飽和溶液中,存在溶解平衡
NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)加濃鹽酸會使c(Cl-)增加,平衡向左移動,因而有NaCl晶體析出.NaCl飽和溶液中有固體析出可溶的電解質(zhì)溶液中存在溶解平衡,難溶的電解質(zhì)在水中是否也存在溶解平衡呢?實驗探究當前8頁,總共56頁。一、Ag+和Cl-的反應能進行到底嗎?【實驗】向盛有2mL0.1mol/LAgNO3溶液的試管中加入2mL0.1mol/LNaCl溶液。1、問題討論:有黃色沉淀生成,說明溶液中依然有Ag+、Cl-存在,即Ag+和Cl-的反應不能進行到底。(1)、恰好反應沒有?(2)、溶液中還含有Ag+和Cl-?【繼續(xù)試驗】取上層清液,滴加KI溶液,有何現(xiàn)象?說明了什么?沉淀是難溶物,但不是絕對不溶,只不過溶解度很小,難溶物在水中存在溶解平衡。當前9頁,總共56頁。(1)生成沉淀的離子反應能發(fā)生的原因生成物的溶解度很小2、難溶電解質(zhì)的溶解平衡化學上通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于10-5mol/L時,沉淀達到完全。當前10頁,總共56頁。(2)AgCl溶解平衡的建立
當v(溶解)=v(沉淀)時,得到飽和AgCl溶液,建立溶解平衡水合Ag+水合Cl-
溶解
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
沉淀注意寫法當前11頁,總共56頁。
在一定條件下,難溶電解質(zhì)溶解成離子的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的速率,溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。(也叫沉淀溶解平衡)(4)溶解平衡的特征:逆、等、動、定、變(3)溶解平衡的概念:平衡的共性當前12頁,總共56頁。(5)影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的因素:a、絕對不溶的電解質(zhì)是沒有的。b、同是難溶電解質(zhì),溶解度差別也很大。c、易溶電解質(zhì)做溶質(zhì)時只要是飽和溶液也可存在溶解平衡。①內(nèi)因:電解質(zhì)本身的性質(zhì)
②外因:
a、濃度:加水,平衡向溶解方向移動。b、溫度:升溫,多數(shù)平衡向溶解方向移動。練:書寫碘化銀、氫氧化鎂溶解平衡的表達式特例:Ca(OH)2當前13頁,總共56頁。
第三章水溶液中的離子平衡第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡
(第二課時)當前14頁,總共56頁。二、沉淀反應的應用1、沉淀的生成(1)應用:生成難溶電解質(zhì)的沉淀,是工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保工程和科學研究中除雜或提純物質(zhì)的重要方法之一。當前15頁,總共56頁。(2)沉淀的方法①調(diào)pH值如:工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵,使其溶解于水,再加氨水調(diào)pH值至7~8,可使Fe3+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀而除去。Fe3+
+3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
②加沉淀劑
如:沉淀Cu2+、Hg2+等,以Na2S、H2S做沉淀劑Cu2++S2-=CuS↓Hg2++S2-=HgS↓Cu2++H2S=CuS↓+2H+
Hg2++H2S=HgS↓+2H+當前16頁,總共56頁。思考與交流1、如果要除去某溶液中的SO42-,你選擇加入鋇鹽還是鈣鹽?為什么?加入鋇鹽,因為BaSO4比CaSO4更難溶,使用鋇鹽可使SO42-沉淀更完全2、以你現(xiàn)有的知識,你認為判斷沉淀能否生成可從哪些方面考慮?是否可能使要除去的離子通過沉淀反應全部除去?說明原因。從溶解度方面可判斷沉淀能否生成;不可能使要除去的離子通過沉淀完全除去,因為不溶是相對的,沉淀物在溶液中存在溶解平衡。當前17頁,總共56頁。2.沉淀的溶解原理:不斷移去溶解平衡體系中的相應離子,使平衡向沉淀溶解的方向移動,就達到使沉淀溶解的目的。例:CaCO3(s)CO32-(aq)+Ca2+(aq)HCO3-+H++H+H2CO3H2O+CO2強酸是常用的溶解難溶電解質(zhì)的試劑。如可溶解難溶氫氧化物,難溶碳酸鹽。除酸外,某些鹽溶液也可用來溶解沉淀。反應的離子方程式:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑當前18頁,總共56頁。[思考]:寫出氫氧化鎂沉淀溶解平衡的表達式.若使氫氧化鎂沉淀溶解,可以采取什么方法?Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)溶解沉淀Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O對應試劑少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2滴加試劑2ml蒸餾水,滴加酚酞溶液2ml鹽酸3ml飽和NH4Cl溶液
現(xiàn)象固體無明顯溶解現(xiàn)象,溶液變淺紅迅速溶解逐漸溶解Mg(OH)2+2NH4Cl=MgCl2+2NH3·H2O當前19頁,總共56頁。向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液生成白色沉淀向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色靜置紅褐色沉淀析出,溶液變無色【實驗3-5】3、沉淀的轉(zhuǎn)化實驗3-5當前20頁,總共56頁?!緦嶒?-4】步驟1mLNaCl和10滴AgNO3溶混合(均為0.1mol/L)向所得固液混合物中滴加10滴0.1mol/LKI溶液向新得固液混合物中滴加10滴0.1mol/LNa2S溶液現(xiàn)象有白色沉淀析出白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色AgClAgIAg2S當前21頁,總共56頁。[討論]:從實驗中可以得到什么結(jié)論?物質(zhì)溶解度/gAgCl1.5×10-4AgI9.6×10-9Ag2S1.3×10-16實驗說明:
沉淀可以從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化,兩者差別越大,轉(zhuǎn)化越容易。當前22頁,總共56頁。沉淀的轉(zhuǎn)化示意圖KI=I-+K+AgCl(s)Ag++Cl-+AgI(s)s(AgCl)=1.5×10-4gs(AgI)=3.7×10-7gs(Ag2S)=1.3×10-16g沉淀從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化。AgCl(s)+I-AgI(s)+Cl-當前23頁,總共56頁。思考與交流1.根據(jù)你所觀察到的現(xiàn)象,寫出所發(fā)生的反應。2.如果將上述兩個實驗中的沉淀生成和轉(zhuǎn)化的步驟顛倒順序,會產(chǎn)生什么結(jié)果?試用平衡移動原理和兩種沉淀溶解度上的差別加以解釋,找出這類反應發(fā)生的特點。溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀。兩者差別越大,轉(zhuǎn)化越容易。AgCl+I-=AgI+Cl-2AgI+S2-=Ag2S+2I-3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Mg2+轉(zhuǎn)化不會發(fā)生當前24頁,總共56頁。沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是沉淀溶解平衡移動。一般溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)。沉淀轉(zhuǎn)化的應用沉淀的轉(zhuǎn)化在科研和生產(chǎn)中具有重要的應用價值。當前25頁,總共56頁。CaSO4
SO42-+
Ca2+
+CO32-CaCO3
應用1:鍋爐除水垢:P—64鍋爐的水垢中含有CaSO4
,可先用Na2CO3溶液處理,使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3。當前26頁,總共56頁?;瘜W法除鍋爐水垢的流程圖CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O水垢成分CaCO3
Mg(OH)2
CaSO4
用飽和Na2CO3溶液浸泡數(shù)天疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2寫出除去水垢過程中發(fā)生的所有離子方程式
用鹽酸除去水垢當前27頁,總共56頁。應用2:一些自然現(xiàn)象的解釋當前28頁,總共56頁。CaCO3Ca2++CO32-2HCO3-+H2O+CO2當我們外出旅游,沉醉于秀美的湖光山色時,一定會驚嘆大自然的鬼斧神工。石灰石巖層在經(jīng)歷了數(shù)萬年的歲月侵蝕之后,會形成各種奇形異狀的溶洞。你知道它是如何形成的嗎?當前29頁,總共56頁。自然界也發(fā)生著溶解度小的礦物轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物的現(xiàn)象。各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液,并向深部滲透,遇到深層的閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS),便慢慢地使之轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(CuS)。當前30頁,總共56頁。ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀(1).在1試管中加入ZnSO4溶液,再滴入Na2S溶液,觀察現(xiàn)象。(2).靜置后傾去上層清液,蒸餾水洗滌沉淀2-3次。(3).向沉淀中滴加適量的CuSO4溶液,觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象:有白色沉淀出現(xiàn),白色沉淀轉(zhuǎn)化成為黑色沉淀。為什么白色的ZnS沉淀會轉(zhuǎn)化成為黑色的CuS沉淀?觀察思考當前31頁,總共56頁。ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)
+Cu2+(aq)CuS(s)
平衡向右移動ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的總反應:ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+(aq)
ZnS與CuS是同類難溶物,CuS的溶解度遠小于ZnS的溶解度。當前32頁,總共56頁。應用3:為什么醫(yī)學上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”,而不用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”?BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為:
BaSO4Ba2++SO42-
s=2.4×10-4BaCO3Ba2++CO32-
s=2.2×10-3
由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(pH=0.9~1.5),如果服下BaCO3,胃酸會與CO32-反應生成CO2和水,使CO32-濃度降低,使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動,使體內(nèi)的Ba2+濃度增大而引起人體中毒。BaCO3Ba2++CO32-
+
H+CO2↑+H2O所以,不能用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”。而SO42-不與H+結(jié)合生成硫酸,胃酸中的H+對BaSO4的溶解平衡沒有影響,Ba2+濃度保持在安全濃度標準下,所以用BaSO4作“鋇餐”。當前33頁,總共56頁。思考:如果誤食可溶性鋇鹽,造成鋇中毒,應盡快用5.0%的Na2SO4溶液給患者洗胃,為什么?能用Na2CO3溶液嗎?當前34頁,總共56頁?!拘〗Y(jié)】:沉淀的生成、溶解、轉(zhuǎn)化實質(zhì)上都是沉淀溶解平衡的移動的過程,其基本依據(jù)主要有:①濃度:加水,平衡向溶解方向移動。②溫度:升溫,多數(shù)平衡向溶解方向移動。③加入相同離子,平衡向沉淀方向移動。④加入可與體系中某些離子反應生成更難溶或更難電離或氣體的離子,使平衡向溶解的方向移動。當前35頁,總共56頁。
第三章水溶液中的離子平衡第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡
(第三課時)當前36頁,總共56頁??茖W視野—溶度積KSP對于溶解平衡:MmAn(s)mMn+(aq)
+nAm-(aq)有:KSP=cm(Mn+)·cn(Am-)在一定溫度下,KSP是一個常數(shù)。2、溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積—離子積QC(任意時刻溶液中離子濃度冪的乘積)。QCKSP=QCKSP>QCKSP<溶液過飽和,有沉淀析出溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)溶液未飽和,可繼續(xù)溶解該難溶電解質(zhì)1、溶度積(Ksp):難溶電解質(zhì)的溶解平衡中,離子濃度冪的乘積。當前37頁,總共56頁。例1:在100mL0.01mol/LKCl溶液中,加入1mL0.01mol/LAgNO3溶液,下列說法正確的是(AgClKsp=1.8×10-10)()
A.有AgCl沉淀析出B.無AgCl沉淀
C.無法確定D.有沉淀但不是AgClAc(Cl-)=(O.O1×0.1)÷0.101=9.9×10-3mol/Lc(Ag+)=(O.O1×0.001)÷0.101=9.9×10-5mol/LQC=9.9×10-3×9.9×10-5=9.8×10-7>KSP當前38頁,總共56頁。例2:在1L含1.0×10-3molL-1
的SO42-溶液中,注入0.01molBaCl2溶液(假設(shè)溶液體積不變)能否有效除去SO42-?已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2L-2解:c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉淀后,Ba2+過量,剩余的即[Ba2+]=0.01-0.001=0.009mol/L.[SO42-]=Ksp/[Ba2+]=1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L)
因為,剩余的即[SO42-]=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L
所以,SO42-已沉淀完全,即有效除去了SO42-。注意:當剩余離子即平衡離子濃度﹤10-5mol/L時,認為離子已沉淀完全或離子已有效除去。當前39頁,總共56頁。例3:若某溶液中Fe3+和Mg2+的濃度均為0.10mol/L,使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH條件是什么?(Ksp(Fe(OH)3)=4×10-39Ksp(Mg(OH)2)=1.8×10-11)pH=3.2解:Fe(OH)3Fe3++3OH-Fe3+
沉淀完全時的[OH-]為:當前40頁,總共56頁。Mg2+開始沉淀的pH值為:pH=9.1因此,只要控制pH值在3.2~9.1之間即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。Ksp(Mg(OH)2)=1.8×10-11當前41頁,總共56頁?!揪毩暋?.向盛有0.1mol/LAgNO3溶液的試管中滴加0.1mol/LNaCl溶液,至不再有白色沉淀生成為止。取其中澄清溶液,逐滴加入飽和Na2S溶液,有無沉淀生成?如果先向AgNO3溶液中加Na2S溶液至沉淀完全,再向上層清液中滴加NaCl,情況又如何?試解釋原因。是否可以用Na2SO4代替Na2S?沒有沉淀生成。Ag2S飽和溶液中Ag+太少,不能生成AgCl沉淀。有黑色沉淀生成。當前42頁,總共56頁。2.在粗制CuSO4·5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2+
。在提純時,為了除去Fe2+,常加入少量H2O2,使Fe2+氧化為Fe3+,然后再加少量堿到溶液pH=4,可以達到除去鐵離子而不損失硫酸銅的目的。試解釋原因。溶解性:Fe(OH)2>Cu(OH)2>Fe(OH)3。3.小結(jié)Ksp的大小與沉淀轉(zhuǎn)化的關(guān)系。對于同類型的難溶電解質(zhì),Ksp的大小與溶解度的大小一致,Ksp較大的沉淀可以轉(zhuǎn)化為Ksp較小的沉淀。當前43頁,總共56頁。交流與討論閱讀P66氟化物防治齲齒的化學原理+F-氟磷灰石難溶物溶解度(25℃)Ca5(PO4)3(OH)1.5×10-10gCa5(PO4)3F9.5×10-11g羥基磷灰石當前44頁,總共56頁。牙齒表面由一層硬的、組成為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護著,它在唾液中存在下列平衡:
Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2++3PO43-+OH-
進食后,細菌和酶作用于食物,產(chǎn)生有機酸,這時牙齒就會受到腐蝕,其原因是
。已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上面的礦化產(chǎn)物更小、質(zhì)地更堅固。用離子方程表示當牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因:因
。
生成的有機酸能中和OH-,使平衡向脫礦方向移動,加速腐蝕牙齒5Ca2++3PO43-+F-=Ca5(PO4)3F↓
思考:當前45頁,總共56頁。
第三章水溶液中的離子平衡第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡
(第四課時)當前46頁,總共56頁。例1:已知25℃時,AgCl的溶解度是1.92×10-3g/L,求它的溶度積。已知AgCl的摩爾質(zhì)量為143.5g/mol。解
:依題意可知25℃時AgCl飽和溶液中
c(Ag+)=c(Cl-)=0.00192/143.5mol/L=1.34×10-5mol/L則KSP,AgCl=c(Ag+).c(Cl-)=(1.34×10-5)2=1.8×10-103.溶度積與溶解度之間的換算當前47頁,總共56頁。例2:已知25℃時KSP(AgCl)=1.8×10-10,把足量的AgCl放入1L
1.0mol/L的鹽酸溶液中溶解度是多少?(g/L)解:設(shè)AgCl在鹽酸中的溶解度為S(mol/L),
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
平衡SS+11AgCl在鹽酸溶液中溶解度比在水中的小。當前48頁,總共56頁。例3:已知Ksp,AgCl=1.810-10,Ksp,Ag2CrO4=9.010-12,試求AgCl和Ag2CrO4的溶解度(用g/L表示)解:(1)設(shè)AgCl的溶解度為S1(mol/L),則:
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
平衡S1S1
(2)設(shè)Ag2CrO4的溶解度為S2(mol/L),則:
Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)
平2S2S2在水中:AgCl溶解度小于Ag2CrO4的溶解度當前49頁,總共56頁。由以上例題的結(jié)果可得到如下結(jié)論:
①同種類型的難溶電解質(zhì),在一定溫度下,Ksp越大則溶解度越大。
②不同類型則不能用Ksp的大小來比較溶解度的大小,必須經(jīng)過換算才能得出結(jié)論。當前50頁,總共56頁。課堂練習練習1:下列說法中正確的是(
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